CN104772629A - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对保持装置进行定位的机床，该保持装置设于能绕铅垂轴旋转的工作台上且用于保持工件。机床包括：主轴，其保持刀具；保持装置，其配置于主轴的下方，用于保持工件且能够绕水平轴旋转；旋转工作台，其固定保持装置，且能绕铅垂轴旋转；以及控制部：其控制旋转工作台和保持装置。保持装置通过旋转工作台的旋转而在接近主轴的接近位置和远离上述主轴的远离位置之间移动。保持装置在自接近位置向远离位置移动的过程中，位于预先规定好的绕水平轴的第1规定位置或解除对工件的保持，从而缩短周期。

Description

机床

技术领域

本发明涉及一种对保持装置进行定位的机床，该保持装置设于能绕铅垂轴旋转的工作台上且用于保持工件。

背景技术

机床包括主轴和保持装置，主轴以铅垂方向(上下方向)为轴向且在下端部安装刀具，保持装置配置于该主轴的下方且用于保持工件。安装于主轴的刀具对工件进行加工。日本公开特许公报之特开2012－206178号公报公开了具有能绕铅垂轴旋转的旋转工作台的机床。保持装置能够安装于旋转工作台或自旋转工作台拆卸，该保持装置绕以水平方向为轴向的水平轴旋转。

保持装置借助旋转工作台的旋转而在接近主轴的接近位置和远离主轴的远离位置之间移动。在保持装置处于接近位置时，刀具对工件进行加工。在保持装置处于远离位置时，操作者更换工件。

工件加工结束后，在使保持装置自接近位置向远离位置移动之前，为了易于更换工件而使保持装置绕水平轴旋转，使工件倾斜或解除对工件的保持。

在保持装置绕水平轴旋转之后且保持装置移动到远离位置时，工件向操作者侧倾斜。操作者容易自保持装置卸下工件。在解除对工件的保持之后且保持装置移动到远离位置时，操作者容易更换工件。

当在保持装置自接近位置向远离位置移动之前使保持装置绕水平轴旋转或解除其对工件的保持时，自工件加工开始到保持装置位于远离位置为止的周期变长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床，能够同时进行工作台的旋转动作和保持装置的动作，从而防止周期变长。

技术方案1的机床包括：主轴，其保持刀具；保持装置，其配置于上述主轴的下方，用于保持工件且能绕水平轴旋转；旋转工作台，其固定上述保持装置，且能绕铅垂轴旋转；以及控制部，其控制对上述旋转工作台和保持装置的驱动，该控制部使上述旋转工作台旋转，以使上述保持装置在接近上述主轴的接近位置和远离上述主轴的远离位置之间移动，该机床的特征在于，上述控制部如下这样进行控制：在使旋转工作台旋转而使保持装置自接近位置向远离位置移动的过程中，将保持装置定位于预先规定好的绕水平轴的第1规定位置或使保持装置解除对工件的保持。

在保持装置自接近位置向远离位置移动的期间里，保持装置位于预先规定好的绕水平轴的第1规定位置或解除对工件的保持。因此，同时进行旋转工作台的旋转动作以及保持装置的定位或解除保持的动作，因此，与依次进行上述两个动作时相比缩短了周期。

技术方案2的机床的控制部如下这样进行控制：在使上述旋转工作台旋转而使上述保持装置自远离位置向接近位置移动的过程中，将保持装置定位于预先规定好的绕水平轴的第2规定位置或使保持装置保持工件。由于在加工之前且是在旋转工作台的动作过程中进行对工件的定位或保持，因此缩短了周期。

技术方案3的机床还包括：输入部，其供操作者输入旋转工作台的旋转指令；以及存储部，其存储由用于加工工件的多个命令构成的加工程序；控制部依次读取存储于上述存储部中的多个命令而控制对主轴和保持装置的驱动，控制部在该控制部读取到表示加工结束且使保持装置位于第1规定位置的命令，并且操作者向输入部输入了旋转指令时，在使旋转工作台旋转而使保持装置自接近位置向远离位置移动的过程中，使保持装置旋转并将其定位于第1规定位置。在保持装置自接近位置向远离位置移动的期间里，保持装置位于第1规定位置。

向第1规定位置移动的移动指令可以通过加工程序来设定，并且，能够根据来自输入部的输入同时执行旋转工作台的旋转动作和向第1规定位置定位的定位动作，因此，能够可靠地执行向第1规定位置定位的定位动作，并且能够在确认了工件的更换之后同时进行上述的动作。

技术方案4的机床的上述控制部包括：读取部，其在表示加工结束且存在自上述输入部输入的上述旋转工作台的旋转指令时，读取用于对处于上述远离位置的保持装置所保持的工件进行加工的上述多个命令；判断部，其判断在上述读取部所读取的命令之中，在最初的切削移动命令之前是否存在上述处于上述远离位置的保持装置的旋转指令；以及执行部，其在上述判断部判断为在最初的切削移动命令之前存在上述处于上述远离位置的保持装置的旋转指令时，同时执行上述旋转工作台的旋转和上述处于上述远离位置的保持装置的旋转。

控制部在接下来进行加工的加工程序中的最初的切削移动命令之前存在保持装置的旋转指令时，在旋转工作台的旋转过程中执行保持装置的旋转，因此，能够缩短加工程序的周期。

附图说明

图1是机床的立体图。

图2是包括控制装置在内的框图。

图3是第1加工程序或第2加工程序的示意图。

图4是说明第1加工程序的读取处理的流程图。

图5是说明在第1加工程序中，在旋转工作台的旋转过程中所执行的处理的流程图。

图6是在旋转工作台旋转的同时控制第2工件保持装置的A轴马达的变形例的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的机床。在以下的说明中，使用图中箭头所示的上下、左右、前后。图1中省略了用于容纳换刀用刀具的刀库。

机床使刀具和作为加工对象的工件(省略图示)相对移动来加工工件。机床具有金属制的基座1。腿部1a分别位于基座1的下部的四角处。

立柱2设于基座1上。主轴头4以能够上下移动的方式设于立柱2的前表面。在主轴头4设有能安装加工用的刀具的主轴5和用于将安装于主轴5的刀具换成其他刀具的换刀机构7。Z马达81(参照图2)设于立柱2的上部。主轴头4通过Z马达81的旋转而上下移动。主轴5能够旋转。在主轴头4的上部设有用于驱动主轴5旋转的主轴马达6。刀具以能够装卸的方式安装于主轴5的下端。主轴5在主轴马达6的驱动下旋转而使刀具旋转，由此，机床对旋转工作台8上的工件进行加工。主轴5通过主轴头4的上下移动而在上方的换刀位置和下方的加工位置之间移动。换刀位置是能够供换刀机构7交换主轴5的刀具和刀库(省略图示)的刀具的位置。

旋转工作台8设于基座1上且是设于主轴头4的下方。旋转工作台8在作为伺服马达的工作台马达84(参照图2)的驱动下绕铅垂轴(上下方向轴)旋转。用于保持工件的第1工件保持装置11和用于保持工件的第2工件保持装置12一前一后地固定于旋转工作台8。如图1所示，第1工件保持装置11位于旋转工作台8的后部(接近位置)，第2工件保持装置12位于旋转工作台8的前部(远离位置)。第1工件保持装置11和第2工件保持装置12为保持装置。

第1工件保持装置11包括A轴马达11a、支承部11b、旋转支承台11c和夹持部11d。A轴马达11a和支承部11b左右分开配置。旋转支承台11c呈左右方向较长的板状。A轴马达11a和支承部11b以旋转支承台11c能够绕A轴(以左右方向为轴向的轴)旋转的方式分别支承该旋转支承台11c的左右两端部。夹持部11d利用由压缩机(省略图示)送出的压缩空气来保持工件。夹持部11d设于旋转支承台11c的上表面。夹持部11d手动或自动地保持工件以及解除对工件的保持。

第2工件保持装置12包括A轴马达12a、支承部12b、旋转支承台12c和夹持部12d。A轴马达12a和支承部12b左右分开配置。旋转支承台12c呈左右方向较长的板状。A轴马达12a和支承部12b以旋转支承台12c能够绕A轴旋转的方式分别支承该旋转支承台12c的左右两端部。夹持部12d利用由压缩机(省略图示)送出的压缩空气来保持工件。夹持部12d设于旋转支承台12c的上表面。夹持部12d手动或自动地保持工件以及解除对工件的保持。A轴马达11a是用于使旋转支承台11c绕A轴旋转的马达。A轴马达12a是用于使旋转支承台12c绕A轴旋转的马达。

作为伺服马达的X马达82(参照图2)控制立柱2沿X轴方向(左右方向)移动，作为伺服马达的Y马达83(参照图2)控制立柱2沿Y轴方向(前后方向)移动。控制装置60(控制部)设于立柱2的背面侧。控制装置60包括CPU61、ROM62、RAM63、存储装置64(存储部)、输入接口65和输出接口66等。CPU61将存储于ROM62中的控制程序读取到RAM63中并执行该控制程序，从而进行对工件的加工处理等。ROM62是掩模型ROM或EEPROM等非易失性的存储元件，且预先存储CPU61所执行的控制程序的处理所需的各种数据等。RAM63是SRAM、DRAM等存储元件，且临时存储自ROM62读取的控制程序和在处理过程中产生的各种数据等。存储装置64是能够重写数据的非易失性存储元件，且存储处理所需的各种数据。

输入装置71(输入部)与输入接口65相连接。输入装置71是键盘、触摸面板等，且接受操作者的操作。信号自输入装置71输入到输入接口65。输入装置71包括启动键、旋转工作台键(输入部)。

Z马达81、主轴马达6、X马达82、Y马达83、A轴马达11a、A轴马达12a、工作台马达84及多个电磁阀90与输出接口66相连接。多个电磁阀90设于与压缩机相连接的通气管路(省略图示)上。通气管路向机床的所需部位供给压缩空气。所供给的空气根据需要排出。多个电磁阀90通过开闭阀门来供给或排出压缩空气。夹持部11d、12d通过电磁阀90的开闭而保持工件或解除对工件的保持。

在操作者通过操作输入装置71输入了旋转工作台8的旋转指令时，存储装置64存储旋转指令。CPU61参照存储于存储装置64中的旋转指令向工作台马达84输出驱动指令。旋转工作台8旋转180度。

存储装置64存储有第1加工程序和第2加工程序。第1加工程序是用于加工第1工件保持装置11所保持的工件的程序。第2加工程序是用于加工第2工件保持装置12所保持的工件的程序。第1加工程序和第2加工程序为NC程序，使用G代码、M代码等。

操作者根据对工件的加工内容预先编写第1加工程序或第2加工程序，并预先将编写好的第1加工程序或第2加工程序存储于存储装置64中。CPU61逐行依次读取第1加工程序或第2加工程序，依次处理各行的命令。以下，也将第1加工程序和第2加工程序仅称为加工程序。

CPU61执行对位于旋转工作台8后部(接近位置)的工件的加工程序。例如，在第1工件保持装置11位于旋转工作台8的后部时，CPU61执行第1加工程序。在第1加工程序的执行结束时，CPU61执行第2加工程序。在第2加工程序的执行结束时，CPU61再次执行第1加工程序。CPU61反复进行上述过程。

图3所示的加工程序的第N1行所记载的G100表示换刀命令。T1表示接下来要安装于主轴5的刀具的识别编号为1号。Z200表示换刀后的Z轴方向的待机位置为200。200表示距旋转工作台8上表面的距离，单位为mm。主轴5的旋转命令M3跟在换刀命令之后记载于第N1行。S10000指定主轴5的旋转速度为10000转/分钟。换刀命令也可以不和主轴的旋转命令记载于同一行，而是记载于另一行。记载于第Na行的M40表示第1工件保持装置11或第2工件保持装置12的定位命令。A30指定旋转支承台11c、12c的绕A轴的角度(位置)为30度。记载于第Nb行的G1为切削移动命令。Z198表示Z轴方向的加工位置为198。在第N1行的命令下于Z轴方向的位置200处待机的主轴5在第Nb行的命令下下降到Z轴方向的位置198处，利用安装于主轴5的刀具6加工工件。记载于第Nc行的M30是表示程序结束的命令。AX(第1规定位置)的X是参数，指定旋转支承台11c、12c的绕A轴的角度(位置)为X度。操作者通过操作输入装置71将X的值设定于存储装置64的寄存器中。加工程序不限定于图3中的程序。CPU61在执行对工件的加工之前，预先读取第1加工程序或第2加工程序。在加工程序中存在参数X时，CPU61将设定于寄存器中的值设定为X。在以下的说明中，说明执行第1加工程序的情况，执行第2加工程序时也是一样的。

CPU61参照存储装置64读取整个第1加工程序(步骤S1)。CPU61判断读取到的加工程序中是否存在参数X(步骤S2)。在不存在参数X时(步骤S2：否)，CPU61结束处理。在存在参数X时(步骤S2：是)，CPU61参照寄存器(步骤S3)将设定于寄存器中的值设定为参数X(步骤S4)。

使用图5说明加工程序的处理。图5中的处理是在操作者按下输入装置71的启动键时执行的。CPU61逐行依次执行加工程序。在工件加工结束时，旋转工作台8旋转。CPU61判断当前要执行的指令是否为加工结束指令(M30)(步骤S11)。在当前要执行的指令不是加工结束指令时(步骤S11：否)，CPU61执行上述当前要执行的指令，使处理返回到步骤S11。

在当前要执行的指令是加工结束指令时(步骤S11：是)，CPU61参照存储装置64，判断是否输入了旋转工作台8的旋转指令(步骤S12)。在未输入旋转工作台8的旋转指令时(步骤S12：否)，CPU61使处理返回到步骤S12。操作者在将未加工的工件安装到处于远离主轴的位置上的工件保持装置之后，操作设于输入装置71的旋转工作台键来输入旋转工作台8的旋转指令。

在输入了旋转工作台8的旋转指令时(步骤S12：是)，CPU61判断是否执行对处于接近主轴的位置上的旋转支承台11c的绕A轴的定位，即判断包括M30的行中是否存在AX(步骤S13)。在不执行绕A轴的定位时(步骤S13：否)，CPU61向工作台马达84和电磁阀90输出驱动指令，执行旋转工作台8的180度旋转，使处于接近主轴的位置上的旋转支承台11c移动到远离主轴的位置，并且解除对工件的保持(步骤S14)。通过旋转工作台8的180度旋转，处于远离主轴的位置上的旋转支承台12c移动到接近主轴的位置。在执行绕A轴的定位时(步骤S13：是)，CPU61向A轴马达11a、工作台马达84和电磁阀90输出驱动指令。旋转支承台11c(第1工件保持装置11)绕A轴旋转到设定为参数X的角度。旋转工作台8旋转180度，并且夹持部11d解除对工件的保持(步骤S15)。

在旋转支承台11c通过旋转工作台8的旋转而自后侧向前侧移动的期间里，旋转支承台11c绕A轴旋转到设定为参数X的角度。夹持部11d解除对工件的保持。因此，即使在使工件绕A轴旋转且解除对工件的保持的情况下，与在进行绕A轴的旋转和解除对工件的保持之后再使旋转工作台8旋转时相比，周期也不会变长。在旋转支承台11c位于前侧时，旋转支承台11c所保持的工件向前侧倾斜。操作者处在旋转工作台8的前方，工件向操作者侧倾斜。操作者能够容易更换保持于旋转支承台11c上的工件。

如上所述，CPU61在结束第1加工程序的执行时，执行第2加工程序。具体而言，在执行步骤S14或步骤S15之后，CPU61执行第2加工程序。第2工件保持装置12处于通过旋转工作台8的旋转而自前侧(远离位置)向后侧(接近位置)移动的过程中。在结束第2加工程序的执行再执行第1加工程序时，也是一样的。

如上所述，当在加工结束时存在A轴的指令时，CPU61同时进行A轴的指令和旋转工作台8的旋转，因此能够缩短周期。

使用图6说明变形例。CPU61判断当前要执行的指令是否为第1加工程序的加工结束指令(M30)(步骤S21)。在当前要执行的指令不是加工结束指令时(步骤S21：否)，CPU61执行上述当前要执行的指令，使处理返回到步骤S21。在当前要执行的指令是加工结束指令时(步骤S21：是)，CPU61参照存储装置64，判断是否输入了旋转工作台8的旋转指令(步骤S22)。在未输入旋转工作台8的旋转指令时(步骤S22：否)，CPU61使处理返回到步骤S22。操作者通过操作输入装置71的旋转工作台键输入旋转工作台8的旋转指令。在输入了旋转工作台8的旋转指令时(步骤S22：是)，CPU61参照存储装置64，读取整个第2加工程序(步骤S23)。CPU61判断在第2加工程序的最初的切削移动命令(G1)之前是否存在绕A轴的定位命令(M40)(步骤S24)。当在最初的切削移动命令之前不存在绕A轴的定位命令时(步骤S24：否)，CPU61判断是否执行对第1加工程序的旋转支承台11c(处于接近主轴的位置上的旋转支承台11c)的绕A轴的定位，即判断包括M30的行中是否存在AX(步骤S25)。

当在第1加工程序中不执行对旋转支承台11c的绕A轴的定位时，即包括M30的行中不存在AX时(步骤S25：否)，CPU61向工作台马达84输出驱动指令，使旋转工作台8旋转(步骤S26)。当在第1加工程序中执行对旋转支承台11c的绕A轴的定位时，即包括M30的行中存在AX时(步骤S25：是)，CPU61向A轴马达11a、工作台马达84和电磁阀90输出驱动指令。旋转支承台11c(第1工件保持装置11)绕A轴旋转到设定为参数X的角度，旋转工作台8旋转180度，并且夹持部11d解除对工件的保持(步骤S27)。

当在第2加工程序中在最初的切削移动命令之前存在绕A轴的定位命令时(步骤S24：是)，CPU61将第2加工程序的绕A轴的定位命令中所包括的绕A轴的角度(第2所在位置)设定于存储装置64中，并判断在第1加工程序中是否执行对旋转支承台11c的绕A轴的定位，即包括M30的行中是否存在AX(步骤S28)。

当在第1加工程序中不执行对旋转支承台11c的绕A轴的定位时，即包括M30的行中不存在AX时(步骤S28：否)，CPU61向A轴马达12a、工作台马达84和电磁阀90输出驱动指令。旋转支承台12c(第2工件保持装置12)旋转到设定于存储装置64中的绕A轴的角度(第2所在位置)，同时，旋转工作台8旋转180度，并且夹持部12d保持工件(步骤S29)。当在第1加工程序中执行对旋转支承台11c的绕A轴的定位时，即包括M30的行中存在AX时(步骤S28：是)，CPU61向A轴马达11a、A轴马达12a、工作台马达84和电磁阀90输出驱动指令。旋转支承台11c(第1工件保持装置11)绕A轴旋转到设定为参数X的角度，旋转支承台12c(第2工件保持装置12)旋转到设定于存储装置64中的绕A轴的角度，旋转工作台8旋转180度，夹持部11d解除对工件的保持，并且夹持部12d保持工件(步骤S30)。在第2工件保持装置12自前侧(远离位置)向后侧(接近位置)移动的过程中，旋转支承台12c绕A轴旋转，夹持部12d保持工件(步骤S29、S30)。CPU61在执行加工之前执行对工件的定位和保持。因此，机床在进行前一加工工序结束时实施的对工件的拆卸的同时，进行后一加工工序开始前实施的对工件的定位，因此，省略了对工件的定位和保持的步骤，缩短了周期。在第2工件保持装置12自前侧向后侧移动的过程中，利用夹持部12d来保持工件(步骤S29、S30)。因此，操作者在更换工件之后，无需手动保持工件。在加工之前夹持部12d自动保持工件，因此安全性较高。

执行S23的CPU61相当于读取部。执行S24的CPU61相当于判断部。执行S29和S30的CPU61相当于执行部。

上述的旋转支承台11c、12c是绕A轴旋转的结构，但也可以是绕其他的水平轴，例如绕以前后方向为轴向的B轴旋转的结构。在步骤S1～步骤S4中，CPU61预先读取加工程序，给参数X设定值，但也可以在即将执行对工件的加工之前读取加工程序，参照存储装置64给参数X设定值。在步骤S14、S15中，第1工件保持装置11解除对工件的保持，或者第1工件保持装置11旋转且解除对工件的保持，但是，也可以仅执行第1工件保持装置11旋转或不旋转的处理。在该情况下，操作者手动解除对工件的保持。在步骤S29、S30中，第2工件保持装置12旋转且夹持部12d保持工件，但是，也可以仅执行第2工件保持装置12旋转或不旋转的处理。在该情况下，操作者手动保持工件。此外，也可以仅执行夹持部12d保持工件或不保持工件的处理。在步骤S2中，通过判断包括M30的行中是否存在X来判断是否存在A轴的指令，但是也可以将A轴的角度设定为参数，若存在该角度则判断为存在A轴的指令。在上述情况下，在步骤S1中不读取第1加工程序，而是读取参数。

Claims (4)

1.一种机床，其包括：主轴(5)，其保持刀具；保持装置(11、12)，其配置于上述主轴的下方，用于保持工件且能绕水平轴旋转；旋转工作台(8)，其固定上述保持装置，且能绕铅垂轴旋转；以及控制部(60)，其控制对上述旋转工作台和保持装置的驱动，该控制部使上述旋转工作台旋转，以使上述保持装置在接近上述主轴的接近位置和远离上述主轴的远离位置之间移动，该机床的特征在于，

上述控制部如下这样进行控制：在使上述旋转工作台旋转而使上述保持装置自上述接近位置向上述远离位置移动的过程中，将上述保持装置定位于预先规定好的绕水平轴的第1规定位置或使上述保持装置解除对工件的保持。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

上述控制部如下这样进行控制：在使上述旋转工作台旋转而使上述保持装置自上述远离位置向上述接近位置移动的过程中，将上述保持装置定位于预先规定好的绕水平轴的第2规定位置或使上述保持装置保持工件。

3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，

该机床还包括：

输入部，其供操作者输入上述旋转工作台的旋转指令；以及

存储部，其存储由用于加工工件的多个命令构成的加工程序，

上述控制部依次读取存储于上述存储部中的多个命令而控制对上述主轴和上述保持装置的驱动，

上述控制部在该控制部读取到表示加工结束且使上述保持装置位于上述第1规定位置的命令，并且操作者向上述输入部输入了上述旋转指令时，在使上述旋转工作台旋转而使上述保持装置自上述接近位置向上述远离位置移动的过程中，使上述保持装置旋转并将其定位于上述第1规定位置。

4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于，

上述控制部包括：

读取部，其在表示加工结束且存在自上述输入部输入的上述旋转工作台的旋转指令时，读取用于对处于上述远离位置的保持装置所保持的工件进行加工的上述多个命令；

判断部，其判断在上述读取部所读取的命令之中，在最初的切削移动命令之前是否存在上述处于上述远离位置的保持装置的旋转指令；以及

执行部，其在上述判断部判断为在最初的切削移动命令之前存在上述处于上述远离位置的保持装置的旋转指令时，同时执行上述旋转工作台的旋转和上述处于上述远离位置的保持装置的旋转。